Устройство для получения пусковогоимпульса

Устройство для получения пусковогоимпульса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубики ()809530 (6I ) Дополнительное к авт. свиц-ву (22) Заявлено 12.0 1. 78, (21) 2571 117/18-2 1 (51)M. Кл. с присоединением заявки ¹

НОЭК 5/153

Гееударстаеиимй комитет

СССР (23) Приоритет по делам изабретеиий и открытий

Опубликовано 28.02.81. Бюллетень № 8 .Дата опубликования описания 28.02.81 (53) УДК62 1.374..Э 8 (О 88. 8) В. Б. Ан, И. Д. Вухтияров, А. С. Демин и В. B. Косырев (72) Авторы изобретения

Специальное опытное проектно-конструкторско-технологическое бюро Сибирского отделения Всесоюзной орцена Ленина академии сельскохозяйственных наук им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПУСКОВОГО

ИМПУЛ ЬСА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано цля получения пусковых импульсов в электронных системах зажигания.

Известны устройства для получения пусковых импульсов, в которых используют метоц регулирования момента искрообразования, основанный на изменении цлительности импульса оцновибратора за счет изменения индуктивности обмотки при различной скорости вращения двигателя (11.

Нецостатки таких устройств — труд .ность реализации в широком диапазоне оборотов, низкая температурная и временная стабильность.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство, содержащее датчик для получения импульсов (датчик импульсов фазы движения), вспомогательный датчик импульсов (датчик начальной установки), счетчики, (блок счетчиков), генератор временного интер вала, блок управления(2).

Существенным недостатком известного устройства является то, что точность получения пусковых импульсов определяется во-первых, цискретностью угловых меток системы привязки к механическому процесS су движения и, как всякая цифровая система, не может превышать +1 импульс, т.е. +1 угловую метку, во-вторых, пина: мической погрешностью, и в-третьих, сложностью системы привязки, когда необ10 ходимо получить более высокую точность р егули ров ан ия.

Uemь изобретения — повышение точности получения пусковых импульсов.

Поставленная цель достигается т м, что в известное устройство,содержащее датчик импульсов фазы движения, цатчик начальной установки, генератор временного интервала, блок управления и блок ап счетчиков импульсов, введены дополним тельные блоки — преобразователь масштаба, блок, определения разности периодов, блок определения остатка и целых периодов, блок накопления и считывания, при

809830

55 этом выход генератора временного интервала подключен к первым входам блока определения разности периоцов и блока определения остатка и целых периодов, второй вход которого соединен с выходом датчика импульсов фазы движения, причем первый выход блока определения остатка и целых периодов подключен к первому входу блока накопления и считывания, а второй выход соецинен с третьим входом блока управления и первым входом преобразователя масштаба,. второй ахоп которого подключен к выхоцу блока управления, при этом третий вхоц преобразователя масштаба, вторые вхоцы блока определения разности периоцов и блока накопления и считывания соединены с выходом датчика начальной установки, кроме того, первые выходы преобразователя масштаба и блока счетчиков- импульсов подключены к соответствующим входам блока определения разности периодов, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвертым выходами блока накопления и считывания, пятый вход которого соединен со вторым выходом блока счетчиков импульсов, кроме того, выход преобразователя масштаба подключен ко второму вхо— ду блока счетчиков импульсов, а выход блока накопления и считывания является выходом устройства.

Ввецение отличительных блоков поз— воляет точно измерить не только целые периоды внутри интервала И, но и оста— ток периода в случае некратности, причем точность измерения остатка периода определяется только частотой генератора, т.е. скорость внутри интервала S измеряется с высокой точностью.

С другой стороны, точное измерение информации о скорости за счет точного измерения остатка периода позволяет поI лучить другой интервал 8=5/h q

/ где S — новый интервал времени;

S — интервал времени в известном устройстве;

П i. Nngcк)

me М -число импульсов в пусковой сепцск рии.

Уменьшение интервала времени S в и раз позволяет приблизить начало нового интервала S= — в г1 раз ближе к началу » 5

Vl пусковой серии, тем самым уменьшается динамическая погрешность.

Кроме того, введение дополнительного блока определения разности периодов позволяет по знаку и величине разности двух периодов, в течение каждого из которых фаза процесса движения изменяется на

5 0

Зо

4 оцин и тот же угловой интервал, суцить не только о скорости в данный момент, но и том, на сколько- и в какую сторону изменяется данная скорость, Знание такого фактора позволяет точно прецскаэать скорость в пусковой момент путем коррекции скорости, измеренной в интервале, и выпать пусковой импульс в нужный моментт.

Кроме повышения точности измерения цобились и другого эффекта, так как уже нет необходимости иметь большое число угловых меток системы привязки. Теперь

aостаточно привязаться к любому вращаю— щемуся элементу с небольшим числом меток, например к шестерне коробки перемены передач, звездочке распределительного вала и т.ц.,т.е. в целом упрощается требование к системе привязки.

На фиг, 1 представлена структурная схема преплагаемого устройства; на фиг.

2 — диаграмма, поясняющая принцип pa— боты устройства.

Устройство содержит датчик 1 начальной установки, выход которого соецинен с первыми входами блока 2 управления и блока 3 счетчиков импульсов, третьим входом преобразователя 4 масштаба, вто рыми входами блока 5 определения разности периоцов и блока 6 накопления и считывания, а также со входом генератора

7 временного интервала, выход которого подключен к первым входам блока 5 опре— деления разности периодов и блока 8 определения остатка и целых периодов, второй вхоц которого соепинен с выходом цатчика 9 импульсов фазы движения, ко— торый так же соецинен и со вторым вхоцо м блок а 2 упр авлен ия.

Первый выход блока 8 определения остатка и целых периодов подключен к первому входу блока 6 накопления и считывания, а второй выход соединен с третьим входом блока 2 управления, и первым входом преобразователя 4 масштаба, второй вход которого попключен к выходу блока 2 управления. Второй выхоц преобразователя 4 масштаба соединен со вторым вхоцом блока

3 счетчиков импульсов, при этом первые выходы преобразователя 4 масштаба и блока 3 счетчиков импульсов попключены к соответствующим входам блока 5 определения разности периодов, выходы которого соединены с третьим и четвертым входами блока 6 накопления и считывания, пятый вход которого соецинен со вторым выходом блока 3 счетчиков импульсов.

809630

Выхоц же блока 6 накопления и считывания является выхоцом устройства.

Устройство работает слецующим обрыв зом.

Датчик 9 импульсов фазы цвижения в

1 процессе периоцического процесса движе-.

l ния выдает станцартные по амплитуце и длительности импульсы (фиг. 2), частота котовых пропорциональна скорости враще— ния. Датчик 1 начальной установки также выдает импульсы, частота которых пропорциональна скорости, оцнако он используется в качестве отсчетной точки по фазе и за период процесса движения появляется один только раз. В качестве отсчетной точки может служить любая метка, установленная, например, у ДВС как в верхней мертвой точке, так и в любом положении относительно нее, на которую реагирует цатчик 1 начальной установки.

По импульсу с выхоца датчика 1 начальной установки все блоки, связанные с ним, устанавливаются в исхоцное состояние.

Одновременно запускается генератор

7 временного интервала, который выдает интервал времени S (фиг. 2 б).

Вначале рассмотрим работу устройства, когда процесс цвижения изменяется медленно и5" равно 5, т.е. И равно 1, при этом интервал времени 55 равен интервалу времени, как и в известном. По управляющему сигналу, поступающему с выхоца генератора 7 временного интервала на третий вхоц блока 2 управления, импульсы цатчиков 9 импульсов фазы движения проходят через блок 2 управления на второй вход преобвазователя 4 масштаба, в котором в зависимости от временного интервала устанавливается коэффициент ум.ножения, равный значению р, пвичем

Ь =1.....,. N, где N -число импульцуск пуск сов пусковой серии.

Коэффициент и в преобразователе 4 масштаба устанавливается только за интервал времени Ь по сигналу, поступающему на первый вход преобразователя 4 масштаба, а вне интервала времени коэффициент умножения всегда равен 1.

Поскольку в нашем случае и = 1, то в любое время коэффициент умножения всегда равен 1, так что импульсы датчи- ка 9 импульсов фазы цвижения, не претерпевая изменения в преобразователе 4 масштаба, проходят на блок 3 счетчиков им1 пульсов N (фиг. 2 в). Из диаграммы

2 в также видно, что в интервал вписывалось некратное число периодов, т.е. с остатком периодов 6ь, которую надо было учесть в пусковой серии. Оцнако папо было бы в пусковой серии при цостиа 1 жении xg>>+ Н„ с, определенного значения

N к Ь| цобавить такие значения цругого остатка, при котором их сумма равнялась бы одному целому периоду, что очень сложно

Из фиг. 2 в видно, что этим остатком является ЬС, поэтому есть смысл за10,помнить это значение остатка, которое всегда равно интервалу времени от конца интервала 5 до начала очерецного импульса датчика 9 фазы движения.

Значение д выделяется в блоке 8 определения остатка периода и целых периодов и подается на первый вхоц блока

6 накопления и считывания. За промежуток времени Ьв происходит накопление импульсов генератора постоянной частоты (фиг. 2 r), количество которых про20 порционально значению ЬС . При достижении начала пусковой силы импульсы датчика 9 импульсов фазы цвижения с выхода ,блока 2 управления через преобразователь

4 масштаба поступают на вход блока 3

2S счетчика импульсов, при этом в момент

I 1 достижение суммы Й д + Nnyo P»» в нашем случае 6+3=9 (фиг. 2 б), блок

3 счетчиков импульсов со второго выхода выдает управляющий сигнал на второй вход блока 6 накопления и считывания.

При этом ранее накопленные импульсы за интервал дФ считываются с той же частотой до О (фиг. 2 r), в момент которого выдается пусковой импульс.

35 Следует сказать, что интервал времени с момента считывания t> цо момента выдачи пускового импульса t4 равен интерва лу времени от конца интервала цо на (( чала ближайшего импульса, т.е. ht, кото40 рый в пределе может быть равен одному периоду.

Таким образом, точность получения пусковых импульсов теперь не зависит от цискретности зубьев, а зависит в коiS ночном счете только от частоты внешнего генер атора.

Рассмотрим работу устройства, когда процесс меняет я быстро, например изменение периоца вращения вала двигателя в режиме разгона, торможения или выбе "га, когца внутри оцного оборота скорость вращения меняется цо 30% и выше. В этом случае известное устройство будет работать с большими погрешностями.

В предлагаемом устройстве цля уменьшения указанной погрешности блок 5 определения разности периодов по сигналам с первых выходов блока 3 счетчиков и преобразователя 4 масштаба определяет знак

8098 30 8 и величину разности двух периоцов времени b. „è hT (фиг. 2 в), в течение каж дого иэ которых фаза процесса движения изменяется на один и тот же угловой интервал.

При этом выбор Ет«и ЬТдпо фазе может быть самым разнообразным, однако, .как показывает опыт, достаточно . Г„ брать средним периодом за интервал 5, а bT за оцин период до начала считывания. Кроме того, в зависимости от скорос, ти и характера процесса движения эти интервалы могут состоять из нескольких импульсов датчика 9 импульсов фазы движения.

При работе устройства с учетом пина— мики алгоритм работы меняется незначительно, при этом к остатку периода 6Ф добавляют слецующий за ним один период

ДТ (или несколько периодов), а начало считывания соответственно смещается также на один (или несколько) периоцов (фиг.

2 д) от момента к моменту t< (фиг.28).

Аналогично, дt+Q; с выхода блока 8 определения остатка и целых периодов по— дается на первый вход блока 6 накоппе. ния и считывания, в котором точно так же накапливают импульсы за время М+

+ ET (фиг. 2 д).

К моменту, окончания ЬГ блок 5 определения разности периодов выдает интер1 вал времени hT =- Л„- Ь Г и информацию о знаке разности на третий и четвертый выхоцы блока 6 накопления и считывания, I в котором за интервал времени ЬТ накапливаются и считываются к ранее уже накопленным импульсам эа время bt+ bT<

На фиг. 2 д показаны графики: сплошными линиями — для стационарных процессов движения, штрихпунктирными линиямив режиме торможения, пунктирными линия— ми — в режиме разгона.

Таким образом, в режиме разгона скорость в пусковой момент буцет больше, чем в момент измерения скорости внут1 ри интервала 5, поэтому ицет поправка в моменте выдачи пускового импульса на

1 величину КТ- К в сторону опережения, а в режиме выбега или торможения наоборот.

Работа устройства в случае, когда б=ф (фиг. 2. е), происходит аналогичным образом с той лишь разницей, что начало фазы И сдвигают ближе к пусковой серии в два раза, а при накоплении импульсов

I серии М „(фиг. 2 ж) в преобразователе 4 масштаба в течение интервала ср= — ставится коэффициент умножения, рав -5 ный 2, а на выхоце его получается число

1 импульсов, равное произведению N go <

Предлагаемое устройство позволяет эту погрешность свести к нулю.

Таким образом, за счет точного п 1лучения п сковых импульсов существенно увеличивается мощностьа приемистость двигателя, а также уменыпается расход топлива. (на диаграмме не показано), т.е. равно

6.

С момента начала пусковой серии к

1 пРоизвецению N5àó ДобавлЯют 11„„е„ (фиг. 2 ж), и в момент равенства значению N =9 выдается сигнал на считыванир остатка периода 6t„, причем при s=St2 в блоке 6 накопления скорость считывания меньше,чем скорость накопления эа ht, >о в 2 раза (фиг. 2 и ).

Уменьшение " в два раза не повлекло за собой изменения алгоритма работы в целом, и пусковой импульс получается в тот же момент, что и первом случае.

Аналогичным образом 5 можно уменьшить в три, четыре раза и так цалее, установив соответствующий коэффициент в преобразователе 4 масштаба и соответствующий коэффициент накопления и считывания в блоке 6 накопления и считывания.

Введение в известное устройство блока определения разности периоцов, блока определения и остатка и целых периодов, преобразователя масштаба и блока считывания и накопления позволяет существенно повысить точность пусковых импульсов, например, цля двигателей семейства ВАЗ а цискретность зуба составляет: -+- и g g или «-1,4О. Угол опережения в диапазоне

1000-4000 об/мин меняется в пределах

5-35 . Таким образом, дискретность эуо ба дает погрешность от 4 до 30%. Предлагаемое устройство позволяет полностью устранить эту погрешность, 35

С цругой стороны рассмотрим динамическую ошибку известного способа, например, в режиме разгона двигателей семейства ВАЗ. Время разгона от 600 об/мин цо 6000 об/мин составляет 1 с. При этом за один оборот скорость меняется

4О от 774 об/мин до 1095 об/мин, т.е. скорость в конце периода по отношению а к скорости в начале периоца составляет

30%.

Реально информацию о скорости цолу45 чают примерно за 60 до ВТМ. А пусковой импульс на низких оборотах (774 об/мин) должен появиться примерно эа

5 go ВТМ.

Таким образом, ошибка в скорости за о

5О 60 до ВТМ по отношению к скорости за

5Рао BTM равна SO 1 — OOO-5o Ъбо - 5bo = /О 9 8098

Формула изобретения

Устройство для получения пускового импульca, содержащее датчик импульсов фазы движения, датчик начальной установки, генератор временного интервала, блок счетчиков импульсов, блок управления, при этом выход датчика начальной установки подключен ко входу генератора временного. интервала и к первым входам блока счетчиков импульсов и блока управления, вто рой вход которого соединен с выходом датчика импульсов фазы движения, о .т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности получения пусковых импульсов, введены преобразователь масштаба, блок определения разности периодов, блок определения остатка и целых периодов, блок накопления и считывания, пои этом выход генератора временного 20 интервала подключен к первым входам блока определения разности периодов и блока определения остатка и целых периодов, второй вход которого соединен с выходом датчика импульсов фазы движения 25

) причем первый выход блока определения остатка и целых периодов подключен к первому входу блока накопления и считы10 вания, а второй выход соединенс третьим входом блока управления и первым входом преобразователя масштаба, второй вход которого подключен к выходу блока управления, .при этом третий вход преобразователя масштаба, вторые входы блока определения разности периодов и блока накопления и считывания соединены с выходом датчика начальной установки, кроме того, первые выходы преобразователя масштаба и блока счетчиков импульсов подключены к соответствующим входам блока определения разности периодов, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвертым входами блока накопления и считывания, пятый sxoa которого соединен со вторым выходом блока счетчиков импульсов, кроме того, второй выход преобразователя масштаба подключен ко вто рому входу блока счетчиков импульсов, а выход блока накопления и считывания является выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды НИИАвтоприборов. М., 1972, %26, с. 32.

2. Патент ФРГ 14 20 10999, кл. У 02 Р 3/00, опублик. 1974.

Фиг. г

Составитель Л. Колосков

Редактор С. Тараненко .Техред А. Савка Корректор М. Демчик Ф Ю Ю ФФ Ф J "Ô

Заказ 456/76 Тираж 909 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4